科學技術研究論文范文

前言：我們精心挑選了數篇優質科學技術研究論文文章，供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發，助您在寫作的道路上更上一層樓。

第1篇

我國自解放以來一直用“科技”一詞來涵蓋科學與技術兩個方面，包括在國務院下屬部門中專管科學與技術的“科技部”以及許多單位中的“科技處”等等。毫無疑問，自然科學與技術有非常密切的關系；但是，也必須指出科學與技術雖然關系密切卻又區別明顯，在許多問題上還真不能混為一談。幾乎在所有情況下使用“科技”一詞把科學和技術合二為一，也許是我國的創造。鄒承魯在1999年應《Science》編輯部邀請而寫的“ScienceinChina”一文中，談到了我國當前有把科學與技術混為一談的傾向，而“科技”一詞就是混同科學與技術所創造的專用術語。李醒民同志在“科學無”一文中（見《科學時報》2002年7月19日B3版）提到，這個詞是有“中國特色”的。我們同意李醒民同志的意見，在我們多年國際科學活動中，也許除前蘇聯外，還很少見過別的國家有類似的提法。

科學與技術密切相關

科學僅指自然科學。科學和技術同樣以自然界為對象，但嚴格的說，自然科學研究的目的是為了認識自然，包括認識自然界發生的各種現象，剖析自然界存在的所有物質，揭示主宰自然現象的內在規律和相互聯系。大至宇宙中的日月星辰，小至組成一切物質的基本粒子，都是科學認識的對象。不僅要認識其宏觀和外觀，還要認識其內部各個層次上的精細結構，運動特點及運動規律。而技術側重將我們對自然界的認識去利用自然，向自然索取，改造自然以適應人類越來越復雜、越來越高標準的生活的需要。李醒民同志指出：技術的發明和使用比科學的歷史久遠得多，某些技術即使在今天也完全可以脫離科學自主發展。但是時至今日，技術上的進步，總體來說基于科學的發展，科學上的每一個重大突破，不僅都將在一定時間內導致影響人類生活的新技術的出現，還必定極大地豐富我們進一步認識自然的技術手段；新技術的發展又促使我們認識自然的實驗手段不斷增加、不斷提高，從而推動科學的進一步發展。

在20世紀最偉大的科學發現中，原子核結構和DNA結構的闡明無疑都是名列前茅的。19世紀末放射性元素的發現，表明元素是可變的。20世紀初，用重粒子轟擊破碎原子核弄清了原子核是由質子和中子構成的。這些方面的突破，影響了整個物理科學的發展。生命科學領域也同樣如此。生物學不僅研究自然界里所有的生物體，還要研究生命活動的各種表現形式，構成生物體的所有物質，以及這些物質在生命活動中所起的作用，揭示出生命活動的本質和規律。構成生物體的物質，最重要的是蛋白質和核酸。生命活動主要由蛋白質承擔，而生物體的遺傳則以核酸為基礎，或者說遺傳信息的世代相傳是依靠DNA分子的自我復制。1953年DNA分子雙股螺旋結構的發現和闡明從根本上說明了這個問題。由于構成DNA分子的四種核苷酸之間有嚴格的兩兩配對關系，根據雙股螺旋DNA分子的一個單股為模板合成另一個單股必然形成另一個和原來的DNA分子完全相同的雙股DNA分子，生物體的遺傳就是這樣實現的。這一發現改變了整個生物學的面貌，使生物學進入了嶄新的分子生物學時代。

無論是原子核結構還是DNA分子的雙股螺旋結構的闡明，都是科學家研究自然所得到的重大認識，屬于科學研究的范疇。而且在一段歷史時間內，并沒有與技術有直接的關系。但是這兩件在科學發展史上產生了劃時代突破作用的發現，很快激發技術上的突飛猛進。正因為對于原子內部結構有了深入的科學認識，才有可能利用原子核分裂所釋放的巨大能量為人類活動服務，發展成為今天的核能工業。而根據對DNA作為遺傳物質基礎的認識，在農牧業上培育和改良物種，在醫學上有效地預防和治療大量疑難疾病，在工業上建立全新的基因工程產業。以上這些在技術上的發展，已經對人類生活產生了巨大的影響。實際上我們今天所享用的改變了人類生活方式的所有重要技術成果，幾乎無一例外，全部都來源于科學發展史上的重大突破。

如果把技術分為實驗技術和生產技術兩個方面，上面說的是科學發展對生產技術產生的巨大影響。在另一方面我們也不能不看到實驗技術對科學發展的巨大推動作用。沒有加速器的技術，就不能進行許多重要核物理研究的實驗。沒有X－射線衍射技術，就無法測得DNA的雙股螺旋結構。這兩項屬于20世紀最偉大的科學突破，就無法實現。如果我們縱觀一個世紀以來的諾貝爾獎的歷史就可以看到，以實驗技術上的成果而得獎的，特別是在物理獎和化學獎方面，占有相當大的比例。包括2002年得獎的在質譜和核磁共振方面的貢獻。科學與技術的本質差異

雖然科學和技術如此密切相關，但二者畢竟有所不同，而且有本質的差異。科學以認識自然、探索未知為目的。雖然自然科學的發展有其內在的規律，但是卻有它的不可預見性。具體的發展途徑，哪一項突破在什么時間在哪個實驗室出現，一般來說是不可預見的。科學發展史上的許多重大突破，以百年來的諾貝爾獎獲得者為例，相當大的一部分是獲獎者從本人的興趣出發而進行工作的，有的甚至是工作中偶然的發現，是原先完全沒有預料的事情。而按照預定的計劃，組織安排而最終獲得突破的反而只是極少數。好像還沒有哪一位諾貝爾獎獲得者是通過有目的的預先組織，精心安排、刻意培養而產生的。而技術是以對自然界的認識為根據，利用得到的認識來改造自然為人類服務。由于它有了科學的根據，就可以樹立目標，因此總體來說是可預見的，也是可以根據人們的需要和現實的可能，包括人力、資金和技術條件進行規劃的。

建國初期所進行的“科學規劃”（實際上是否應該說是“技術規劃”）得到了巨大的成功。原子彈爆炸了，火箭上天了，半導體工業建立起來了。但是這些技術成就，畢竟都是國際上已經實現了的，因此也是可以規劃的，可以指日實現的。然而當時在科學方面的學科規劃呢，由于不像技術方面那樣有硬指標可供檢查，就有些說不清楚了。當然我國的科學在解放以后取得了巨大的進展，但是國際上的科學家也不是在原地踏步，與建國初期相比，我們現在和國際上科學先進國家的差距是縮小了，還是擴大了，這可能是一個見仁見智的問題了。

這一事實至少從一個方面說明了科學是難以進行規劃的。20世紀50年代的學科規劃只不過是規劃了應該在哪些方面進行工作。回想半個世紀以來科學發展的現實，有許多重要發展是當時沒有預見到的，例如這幾十年來出現了許多新興的分支學科。如果我們不注意這些新發展而完全按照當時的學科規劃進行工作，我們就會蒙受很大的損失，就不會有今天的局面。1978年DNA雙螺旋結構建立25周年之際，英國《自然》雜志記者采訪克里克教授，要他預測到20世紀末生物學可能取得的成就。克里克回答說科學發展是不可預測的，過去的預言家大多是以失敗而告終。他只是說，“我們現在見到的生物學問題，到20世紀末都可以解決，但是那時又會有新的問題出現。”現在看來他的預言也沒有完全實現，例如癌癥問題，當時在美國還是屬于有一定程度組織安排并限期解決的問題，到現在仍然沒有解決。克里克教授也是一位失敗的預言家。

技術上的發展在一定程度上是可以預見的，也完全是可以規劃的。特別是國際上已經實現的技術，我們做一個具體的規劃，安排一定的力量，經過努力在一定時間內完成是可以做到的。我國在20世紀50年代所制定的科學規劃中有關技術部分，都屬于這種情況。80年代在四位院士倡議下制定的發展高技術規劃，也屬于同樣性質，在總體上也同樣順利實現了。但是要實現國際上還從未實現過的技術，特別是那些包含科學上尚未解決的問題的技術，就很難預見何時可以實現了，例如核聚變能量利用問題。雖然時見全世界媒體的炒作，迄今也無法斷言何時可以實現。

在這個意義上說，科學發展難以預見，因此也難以規劃。我們可以做的也無非是和半個世紀以前一樣，勾劃出各個學科中的主攻方向而已。但是如前所說，科學發展有一定的不可預見性，我們現在看見的主攻方向是根據當前的科學發展態勢所認定的重要方向，若干年后整個科學發生變化，重要方向也會隨之變化。如果我們硬性規定什么可以做什么不可以做，就必然失去機會。我們認定的主攻方向也必須隨時修正以適應形勢的變化。試想20世紀90年代初，人類基因組全序列的測定還沒有提上日程時，我們如果在當時制定規劃，在生物學領域內我們能夠預見到蛋白質組學，能夠預見到生物信息學嗎？

以認識自然為目標的科學研究特別是基礎研究由于探索性強，結果一般難以事先預見，原創性強的技術研究也是如此。因此除可以明確總體研究方向外，常常難以事先設定具體的研究目標，難以事先規定進度，或強求完成的日期。毋庸置疑，自然科學史中眾多重大突破都是自由探索的結果。從物理學上牛頓力學的建立，電的發現和電學基本定律的建立；化學上門捷列夫周期律的建立；生物學上細胞的發現，孟得爾遺傳定律的建立等，都是自由探索的結果，這些都已經在實際應用中產生了眾所周知的巨大影響。類似的例子實在是舉不勝舉。在20世紀內所有諾貝爾獎獲獎人中絕大部分都是由于在基礎研究領域中的自由探索而獲獎的。20世紀一百項重大事件中名列前茅的，像青霉素、半導體和DNA雙螺旋結構的發現，曾分別獲1945年、1956年和1962年諾貝爾獎，這些也都是少數科學家自由探索的結果。而它們在實際應用上的巨大影響已經深入到我們每個人的生活中。近年來獲諾貝爾獎的基礎研究成果，如超導現象和新高溫超導體的發現，膽固醇代謝調節，癌基因的發現等，仍然是少數科學家自由探索的結果，這些發現必將對21世紀人類文明產生巨大影響。

科學與技術的不可預見性

我們不是完全否定規劃的重要性，而只是指出科學和部分含有原始性創新的技術都有相當程度的不可預見性。我們在制定規劃時務必充分認識這一特征，規劃可以一方面指出方向，而在另一方面也必須同時鼓勵自由探索，不要在科學上設立，并且在規劃中留有充分的余地，以便在形勢發展時可以隨時修訂。

當前在我國科學界流行的追趕國際科學發展熱點，體現在對設定項目的高強度支持，這對我國科學努力追蹤和趕上世界發展潮流是重要的。但同時也必須看到，設定熱點項目的多數已經是全世界科學家辛勤工作了多年，有的項目年數已在萬篇以上，超過我國全年發表全部SCI論文總數，要在這些國際上已經充分開放的領域中有所突破的可能性就微乎其微了。當然這決不是說我們不應該進入熱點領域，熱點領域的研究往往對科學發展有重要作用，進入熱點領域，在熱點領域內進行工作以積蓄力量，對發展我國科學還是有重要作用的，我只是想強調在熱點領域內取得突破的艱巨性可能更大一些。我還想強調的是我們必須看到自然科學的發展有一定的不可預見性，因此既要重視熱點領域，又要鼓勵在那些目前雖還不是熱點卻有廣闊發展前景的基礎研究領域中去進行自由探索，對自由探索中已經取得有意義進展的項目，不僅不能予以限制，還要給以鼓勵和支持。二者的關鍵都在于有自己創新的學術思想，這樣才能在根本上有所創新和取得重大突破。沒有自己原創性的學術思想，不僅進行自由探索寸步難行，進入熱點領域也只能永遠模仿或重復前人的工作，最多也不過為前人成果錦上添花而已。

科學和原創性技術的發展需要長期積累。自然科學的發展經常是波浪式前進的。在一段平穩發展的時期之后，會出現一件重大突破性貢獻而給有關領域帶來一個飛速發展的時期，引起大量在有關領域工作者的密切關注，并涌入這一領域工作，造成一哄而起的局面，形成科學中的熱點，這在國際上也是常有的事。當然我們應該看到，一些熱點領域對于科學長遠發展有其內在的重要性。因此，對于一個國家的科學發展而言，從全面布局考慮，安排適當力量去追蹤熱點是必要的。但是我們又必須認識到，在一件突破性貢獻發表之后，一些較為重要的后繼性工作，往往已經在同一研究集體，或有密切關系的研究集體中醞釀已久或者已經在積極進行，并且在一個不太長的時期內就會陸續發表。外來者，即使急起緊跟，也已經落后了一個位相，在多數情況下，只能拾取一些殘羹剩飯而已。

在另一方面，我們也必須看到，突破性進展常常不是一個偶然事件，而是經過長期艱苦努力，大量工作積累的結果。不用說佩魯茲和肯特魯關于蛋白質晶體結構分析的工作是經過長期努力才開花結果的，就是沃森和克里克關于DNA雙螺旋結構的重大突破，看似突然，實際上如果沒有劍橋關于X－射線衍射研究幾十年的積累和威爾金森等人長期關于DNA衍射數據的收集，這一突破也不可能從天而降。

第2篇

我國自解放以來一直用“科技”一詞來涵蓋科學與技術兩個方面，包括在國務院下屬部門中專管科學與技術的“科技部”以及許多單位中的“科技處”等等。毫無疑問，自然科學與技術有非常密切的關系；但是，也必須指出科學與技術雖然關系密切卻又區別明顯，在許多問題上還真不能混為一談。幾乎在所有情況下使用“科技”一詞把科學和技術合二為一，也許是我國的創造。鄒承魯在1999年應《Science》編輯部邀請而寫的“ScienceinChina”一文中，談到了我國當前有把科學與技術混為一談的傾向，而“科技”一詞就是混同科學與技術所創造的專用術語。李醒民同志在“科學無”一文中（見《科學時報》2002年7月19日B3版）提到，這個詞是有“中國特色”的。我們同意李醒民同志的意見，在我們多年國際科學活動中，也許除前蘇聯外，還很少見過別的國家有類似的提法。

科學與技術密切相關

科學僅指自然科學。科學和技術同樣以自然界為對象，但嚴格的說，自然科學研究的目的是為了認識自然，包括認識自然界發生的各種現象，剖析自然界存在的所有物質，揭示主宰自然現象的內在規律和相互聯系。大至宇宙中的日月星辰，小至組成一切物質的基本粒子，都是科學認識的對象。不僅要認識其宏觀和外觀，還要認識其內部各個層次上的精細結構，運動特點及運動規律。而技術側重將我們對自然界的認識去利用自然，向自然索取，改造自然以適應人類越來越復雜、越來越高標準的生活的需要。李醒民同志指出：技術的發明和使用比科學的歷史久遠得多，某些技術即使在今天也完全可以脫離科學自主發展。但是時至今日，技術上的進步，總體來說基于科學的發展，科學上的每一個重大突破，不僅都將在一定時間內導致影響人類生活的新技術的出現，還必定極大地豐富我們進一步認識自然的技術手段；新技術的發展又促使我們認識自然的實驗手段不斷增加、不斷提高，從而推動科學的進一步發展。

在20世紀最偉大的科學發現中，原子核結構和DNA結構的闡明無疑都是名列前茅的。19世紀末放射性元素的發現，表明元素是可變的。20世紀初，用重粒子轟擊破碎原子核弄清了原子核是由質子和中子構成的。這些方面的突破，影響了整個物理科學的發展。生命科學領域也同樣如此。生物學不僅研究自然界里所有的生物體，還要研究生命活動的各種表現形式，構成生物體的所有物質，以及這些物質在生命活動中所起的作用，揭示出生命活動的本質和規律。構成生物體的物質，最重要的是蛋白質和核酸。生命活動主要由蛋白質承擔，而生物體的遺傳則以核酸為基礎，或者說遺傳信息的世代相傳是依靠DNA分子的自我復制。1953年DNA分子雙股螺旋結構的發現和闡明從根本上說明了這個問題。由于構成DNA分子的四種核苷酸之間有嚴格的兩兩配對關系，根據雙股螺旋DNA分子的一個單股為模板合成另一個單股必然形成另一個和原來的DNA分子完全相同的雙股DNA分子，生物體的遺傳就是這樣實現的。這一發現改變了整個生物學的面貌，使生物學進入了嶄新的分子生物學時代。

無論是原子核結構還是DNA分子的雙股螺旋結構的闡明，都是科學家研究自然所得到的重大認識，屬于科學研究的范疇。而且在一段歷史時間內，并沒有與技術有直接的關系。但是這兩件在科學發展史上產生了劃時代突破作用的發現，很快激發技術上的突飛猛進。正因為對于原子內部結構有了深入的科學認識，才有可能利用原子核分裂所釋放的巨大能量為人類活動服務，發展成為今天的核能工業。而根據對DNA作為遺傳物質基礎的認識，在農牧業上培育和改良物種，在醫學上有效地預防和治療大量疑難疾病，在工業上建立全新的基因工程產業。以上這些在技術上的發展，已經對人類生活產生了巨大的影響。實際上我們今天所享用的改變了人類生活方式的所有重要技術成果，幾乎無一例外，全部都來源于科學發展史上的重大突破。

如果把技術分為實驗技術和生產技術兩個方面，上面說的是科學發展對生產技術產生的巨大影響。在另一方面我們也不能不看到實驗技術對科學發展的巨大推動作用。沒有加速器的技術，就不能進行許多重要核物理研究的實驗。沒有X－射線衍射技術，就無法測得DNA的雙股螺旋結構。這兩項屬于20世紀最偉大的科學突破，就無法實現。如果我們縱觀一個世紀以來的諾貝爾獎的歷史就可以看到，以實驗技術上的成果而得獎的，特別是在物理獎和化學獎方面，占有相當大的比例。包括2002年得獎的在質譜和核磁共振方面的貢獻。科學與技術的本質差異

雖然科學和技術如此密切相關，但二者畢竟有所不同，而且有本質的差異。科學以認識自然、探索未知為目的。雖然自然科學的發展有其內在的規律，但是卻有它的不可預見性。具體的發展途徑，哪一項突破在什么時間在哪個實驗室出現，一般來說是不可預見的。科學發展史上的許多重大突破，以百年來的諾貝爾獎獲得者為例，相當大的一部分是獲獎者從本人的興趣出發而進行工作的，有的甚至是工作中偶然的發現，是原先完全沒有預料的事情。而按照預定的計劃，組織安排而最終獲得突破的反而只是極少數。好像還沒有哪一位諾貝爾獎獲得者是通過有目的的預先組織，精心安排、刻意培養而產生的。而技術是以對自然界的認識為根據，利用得到的認識來改造自然為人類服務。由于它有了科學的根據，就可以樹立目標，因此總體來說是可預見的，也是可以根據人們的需要和現實的可能，包括人力、資金和技術條件進行規劃的。

建國初期所進行的“科學規劃”（實際上是否應該說是“技術規劃”）得到了巨大的成功。原子彈爆炸了，火箭上天了，半導體工業建立起來了。但是這些技術成就，畢竟都是國際上已經實現了的，因此也是可以規劃的，可以指日實現的。然而當時在科學方面的學科規劃呢，由于不像技術方面那樣有硬指標可供檢查，就有些說不清楚了。當然我國的科學在解放以后取得了巨大的進展，但是國際上的科學家也不是在原地踏步，與建國初期相比，我們現在和國際上科學先進國家的差距是縮小了，還是擴大了，這可能是一個見仁見智的問題了。

這一事實至少從一個方面說明了科學是難以進行規劃的。20世紀50年代的學科規劃只不過是規劃了應該在哪些方面進行工作。回想半個世紀以來科學發展的現實，有許多重要發展是當時沒有預見到的，例如這幾十年來出現了許多新興的分支學科。如果我們不注意這些新發展而完全按照當時的學科規劃進行工作，我們就會蒙受很大的損失，就不會有今天的局面。1978年DNA雙螺旋結構建立25周年之際，英國《自然》雜志記者采訪克里克教授，要他預測到20世紀末生物學可能取得的成就。克里克回答說科學發展是不可預測的，過去的預言家大多是以失敗而告終。他只是說，“我們現在見到的生物學問題，到20世紀末都可以解決，但是那時又會有新的問題出現。”現在看來他的預言也沒有完全實現，例如癌癥問題，當時在美國還是屬于有一定程度組織安排并限期解決的問題，到現在仍然沒有解決。克里克教授也是一位失敗的預言家。

技術上的發展在一定程度上是可以預見的，也完全是可以規劃的。特別是國際上已經實現的技術，我們做一個具體的規劃，安排一定的力量，經過努力在一定時間內完成是可以做到的。我國在20世紀50年代所制定的科學規劃中有關技術部分，都屬于這種情況。80年代在四位院士倡議下制定的發展高技術規劃，也屬于同樣性質，在總體上也同樣順利實現了。但是要實現國際上還從未實現過的技術，特別是那些包含科學上尚未解決的問題的技術，就很難預見何時可以實現了，例如核聚變能量利用問題。雖然時見全世界媒體的炒作，迄今也無法斷言何時可以實現。

在這個意義上說，科學發展難以預見，因此也難以規劃。我們可以做的也無非是和半個世紀以前一樣，勾劃出各個學科中的主攻方向而已。但是如前所說，科學發展有一定的不可預見性，我們現在看見的主攻方向是根據當前的科學發展態勢所認定的重要方向，若干年后整個科學發生變化，重要方向也會隨之變化。如果我們硬性規定什么可以做什么不可以做，就必然失去機會。我們認定的主攻方向也必須隨時修正以適應形勢的變化。試想20世紀90年代初，人類基因組全序列的測定還沒有提上日程時，我們如果在當時制定規劃，在生物學領域內我們能夠預見到蛋白質組學，能夠預見到生物信息學嗎？

以認識自然為目標的科學研究特別是基礎研究由于探索性強，結果一般難以事先預見，原創性強的技術研究也是如此。因此除可以明確總體研究方向外，常常難以事先設定具體的研究目標，難以事先規定進度，或強求完成的日期。毋庸置疑，自然科學史中眾多重大突破都是自由探索的結果。從物理學上牛頓力學的建立，電的發現和電學基本定律的建立；化學上門捷列夫周期律的建立；生物學上細胞的發現，孟得爾遺傳定律的建立等，都是自由探索的結果，這些都已經在實際應用中產生了眾所周知的巨大影響。類似的例子實在是舉不勝舉。在20世紀內所有諾貝爾獎獲獎人中絕大部分都是由于在基礎研究領域中的自由探索而獲獎的。20世紀一百項重大事件中名列前茅的，像青霉素、半導體和DNA雙螺旋結構的發現，曾分別獲1945年、1956年和1962年諾貝爾獎，這些也都是少數科學家自由探索的結果。而它們在實際應用上的巨大影響已經深入到我們每個人的生活中。近年來獲諾貝爾獎的基礎研究成果，如超導現象和新高溫超導體的發現，膽固醇代謝調節，癌基因的發現等，仍然是少數科學家自由探索的結果，這些發現必將對21世紀人類文明產生巨大影響。

科學與技術的不可預見性

我們不是完全否定規劃的重要性，而只是指出科學和部分含有原始性創新的技術都有相當程度的不可預見性。我們在制定規劃時務必充分認識這一特征，規劃可以一方面指出方向，而在另一方面也必須同時鼓勵自由探索，不要在科學上設立，并且在規劃中留有充分的余地，以便在形勢發展時可以隨時修訂。

當前在我國科學界流行的追趕國際科學發展熱點，體現在對設定項目的高強度支持，這對我國科學努力追蹤和趕上世界發展潮流是重要的。但同時也必須看到，設定熱點項目的多數已經是全世界科學家辛勤工作了多年，有的項目年數已在萬篇以上，超過我國全年發表全部SCI論文總數，要在這些國際上已經充分開放的領域中有所突破的可能性就微乎其微了。當然這決不是說我們不應該進入熱點領域，熱點領域的研究往往對科學發展有重要作用，進入熱點領域，在熱點領域內進行工作以積蓄力量，對發展我國科學還是有重要作用的，我只是想強調在熱點領域內取得突破的艱巨性可能更大一些。我還想強調的是我們必須看到自然科學的發展有一定的不可預見性，因此既要重視熱點領域，又要鼓勵在那些目前雖還不是熱點卻有廣闊發展前景的基礎研究領域中去進行自由探索，對自由探索中已經取得有意義進展的項目，不僅不能予以限制，還要給以鼓勵和支持。二者的關鍵都在于有自己創新的學術思想，這樣才能在根本上有所創新和取得重大突破。沒有自己原創性的學術思想，不僅進行自由探索寸步難行，進入熱點領域也只能永遠模仿或重復前人的工作，最多也不過為前人成果錦上添花而已。

科學和原創性技術的發展需要長期積累。自然科學的發展經常是波浪式前進的。在一段平穩發展的時期之后，會出現一件重大突破性貢獻而給有關領域帶來一個飛速發展的時期，引起大量在有關領域工作者的密切關注，并涌入這一領域工作，造成一哄而起的局面，形成科學中的熱點，這在國際上也是常有的事。當然我們應該看到，一些熱點領域對于科學長遠發展有其內在的重要性。因此，對于一個國家的科學發展而言，從全面布局考慮，安排適當力量去追蹤熱點是必要的。但是我們又必須認識到，在一件突破性貢獻發表之后，一些較為重要的后繼性工作，往往已經在同一研究集體，或有密切關系的研究集體中醞釀已久或者已經在積極進行，并且在一個不太長的時期內就會陸續發表。外來者，即使急起緊跟，也已經落后了一個位相，在多數情況下，只能拾取一些殘羹剩飯而已。

在另一方面，我們也必須看到，突破性進展常常不是一個偶然事件，而是經過長期艱苦努力，大量工作積累的結果。不用說佩魯茲和肯特魯關于蛋白質晶體結構分析的工作是經過長期努力才開花結果的，就是沃森和克里克關于DNA雙螺旋結構的重大突破，看似突然，實際上如果沒有劍橋關于X－射線衍射研究幾十年的積累和威爾金森等人長期關于DNA衍射數據的收集，這一突破也不可能從天而降。

第3篇

主題詞科學技術創新復雜性系統整體思維

科學技術創新是復雜的非線性系統，而復雜性來自混沌與秩序的邊緣。在圣塔菲研究所成立的時候，原來“混沌理論”一詞已被宏大的“復雜性理論”所取代了。混沌理論對其范圍有嚴格限制，僅限于對自然界系統的非線性動態行為的數學研究。相反，復雜性理論則被認為可以用于復雜自然系統和社會系統中隨時間變化的行為層面。社會系統并不僅僅是由它們的組成部分之間相互作用的固定規律所限定的“復雜適應性系統”（complexadaptivesystems）。相反，它們是可能隨時間演化而改變其自身發展規律的“復雜演化系統”（complexevolvingsystems）。

科學技術系統創新運動是一個貌似無規則運動的有序性演化過程，具有典型的復雜系統特征。第一，多因素性。技術本身是各因素非線性相互作用的結果，技術不等于各因素簡單相加。各技術要素在技術系統中也不再是原來的因素，因素自身在技術系統動力下也發生了相變，或者說，技術性因素、實體性因素與知識性因素都具有了技術所擁有的整體性。技術因素的作用方式要受技術系統運行模式和運行狀態的制約。第二，多層次性。盡管技術的各因素受技術系統動力的作用發生了相變，但技術本身卻生成了一種穩定模式。技術的穩定模式是由技術本身決定的，是由科學的技術應用與技術理論的層次性決定的。科學技術系統內有穩定的周期解，周期解內還有混沌區，這種結構無窮次重復著，具有各態歷程和層次分明的特征，即存在有界性。第三，多變性。復雜非線性科學技術的創新過程本質就是經歷混沌走向有序，因此具有混沌伸長和折疊的特性，這是形成敏感依賴于初始條件的主要機制。伸長是指系統內部局部不穩定所引起的點之間距離的擴大；折疊是指系統整體穩定所形成的點之間距離的限制。經過多次的伸長和折疊，軌道被攪亂了，形成了新對稱結構或混沌。

由于科學技術創新系統具有典型的復雜非線性系統特征，因此，可對其運用復雜性理論進行管理。

1轉變思考方式

牛頓力學是近代科學的典范，是近代科學建立的基礎，牛頓力學是典型的決定性理論，是可測量和可預測的。20世紀初物理學的兩次重大變革所創立的相對論和量子力學，分別排除了牛頓的絕對時空觀和測量過程的完全可控性。混沌理論的誕生打破了拉普拉斯決定論，被視為20世紀繼相對論和量子力學的第三次革命。混沌理論認為，非線性系統運動具有無窮大周期且始終限于有限區域、軌道永不重復的、性態復雜的運動，不可能無限精確和無限長時間地測量和計算連續變量。混沌理論解決了困擾牛頓（Newton）力學的三體問題，創立了研究n維相空間的不確定解的理論，混沌理論使人們認識到非線性系統演化既是決定論的又是隨機論的。決定論的可預測性，只適用于那些宏觀的緩慢的周期或準周期的穩定運動，然而，這樣的運動實在是太少了。

科學技術創新復雜系統倡導最重要的事情是改變固有的思考方式，放棄機械論和宿命論，學會欣賞并應付聯系、物力論（Dynamism）和不可預測性。因為科學技術創新過程是多因素復雜非線性相互作用的結果，所以對確實存在的運行模式（即現實存在）進行領會，即正視多元化存在，并對不可預測的事件進行反應。為了使科學技術創新過程自我發展為“復雜演化系統”，有必要對學習、多樣性和影子系統（Shadowsystem）觀點的多元化進行鼓勵。

2并不是對每件事都需要進行控制

科學技術對客觀事物既進行決定論描述又進行概率統計論描述，這兩種描述方法已經共存了幾百年。決定論認為，任何一個力學系統只要知道現在的行為就可預測系統的未來行為。概率統計論認為，受許多偶然因素的影響，系統的未來狀態并不完全確定，需要用概率統計方法來描述。

KAM定理很好地解決了決定論和概率論這對貌似矛盾的問題。KAM定理指出，保守系統有可積和不可積之分，可積系統的運動是規則的，遵循決定性規律，不可積系統表現出隨機性，成為統計物理學的基礎。對不可積系統，KAM環面包圍著隨機層，當不可積系統的自由度少和擾動不大時，KAM環面包圍的隨機層測度極小而可忽略不計，統計物理學就不適用了，而應該應用牛頓定律。當不可積系統的自由度和擾動很大時，根據“阿諾德擴散”，KAM環面逐漸減少而隨機層迅速擴大，系統只具有極少數的規則運動，規則運動變為次要的，系統出現了大量的混沌運動，這時才能用統計物理學來研究該系統。

科學技術創新過程是一個近可積哈密頓系統，隨機成分有限，導致不可積性的擾動項很小。在科學技術創新知識系統處于混沌性態時，確定論和概率論隨機交替作用，但確定論占據主流位置，基本能朝向希望的途徑發展。隨機成分確實存在但有限，因此，在復雜的非線性技術創新過程中，不可能對每件事都進行控制。應該相信混沌性態是貌似不規則的有序，科學技術復雜演化系統不僅反作用于環境，還會反作用于自身，隨著時間的發展，科學技術總會不斷出現新的有序狀態。

3與環境共同演化

復雜性理論借鑒湍流研究思路和方法，認為科學技術創新系統同時存在混沌子空間和對稱子空間，兩種性態此消彼長，不斷和外界環境互動而發生轉換。在湍流中規則運動包含有小尺度的混沌運動，在混沌運動中又包含著更小尺度的規則運動。這說明，科學技術創新系統是與外界環境緊密聯系，并不斷互動發展的耗散系統。

科學技術創新系統與環境相互影響、共同演化，這就需要時刻準備好對環境進行反應，憑直覺領會那些驅動科學技術創新變遷的環境模式，根據需要進行適應，而且隨時準備抓住各種出現的機遇。科學技術創新系統的三種性態，穩定區域（墨守陳規）、不穩定區域（瓦解崩潰）和混沌邊緣（變革棲息地）中，混沌邊緣最適宜與環境共同演化。

在混沌邊緣，在一種“有限不穩定狀態”下，正統系統（主流文化、結構權力等級體制）和影子系統（蘊藏矛盾、變化潛力的非正式組織）能維持一種具有創造性的張力。正統系統可以提供清楚的指導，對適當的結構和程序進行授權，以及抑制人員中的不安情緒。同時，影子系統可以激發觀點的多樣性，并且削弱正統系統的力量迫使它進行不斷變革。這樣，組織行為表征為耗散結構，組織在不斷變化的現實面前能以新的方式執行基本任務或者追求嶄新的基本任務，組織的創造性和創新方面的潛能都展現了出來。

4整體思考

技術創新系統的復雜非線性要求尋找整體模式來思考問題，并用整體的方式來控制創新過程，而不是試圖控制每一個細節。整體思考是探索那些在不利的模式下能夠產生最大影響的微小變化，并施加微擾改變系統運行軌道，避免蝴蝶效應。

4.1建立連接

在經典物理學中，時間是可逆的，事物的發展不存在演化；空間是平滑的、線性的；時間和空間不相關聯，各自獨立存在。復雜性理論認為，由于非線性的作用，時間的變化是單向的、不可逆的，既可以實現從有序到無序的變化，也可以通過自組織實現從無序到有序的演化；空間也不是平滑的，不僅存在整數維也存在分數維，整數維是分數維的近似和抽象。此外，通過考察系統中某一物理量隨時間的變化序列，可以重構相空間，得出奇怪吸引子的維數。這表明復雜性空間的形成也反映了事物發展在時間上的積累。因此，在復雜非線性系統運動中，時間和空間是相互關聯的，應該將時間和空間看成一個統一體，系統地把握事物發展過程中時間和空間的關系。

科學技術創新過程從本質上來說是一個時空整體性的，任何因素在時間維度或者空間維度的變異都可能影響到其他因素的正常功能，進而影響整個進程。而整個系統的各個組成部分在復雜系統的動力機制下，似乎只能通過彼此之間以及與整體的關聯來得到了解。因此，科學技術創新過程關注的焦點應該是各種因素的時空關聯，正是時空關聯的模式決定了一個系統的表現。整個系統處于密切關聯之中，并與他們的環境不斷進行交換，與之共同演化。

4.2適應復雜性

混沌理論是關于非線性的科學，它認為世界的本質是非線性的，線性只是非線性的特例。經典物理學的線性觀，導致了事物發展的簡單性、確定性和還原性。復雜理論的非線性觀，是線性與非線性、簡單性與復雜性、確定性與隨機性、局部與整體的辯證統一，它們之間是可以互相轉化、對立而統一的，前者是事物發展的暫態，后者是事物發展的更基本的更普遍的本質特征。因此，研究問題時應把握事物發展的本質特點，具體問題具體分析。在研究復雜性現象時，用復雜性方法來處理將會顯得簡潔而有效，反之，采用簡單性的方法來研究將會顯得繁雜而無效并且得不到事物發展的本質特點。例如，奇怪吸引子是很復雜的，它可以采用自相似和分數維來簡單表示，但如果采用探究軌道的簡單方法來研究將是得不到一條確定軌跡的。同樣，在研究簡單性事物時，如果采用復雜性的方法來研究也將是無效的。

將多元高階方程化簡以便求解，即將復雜現象簡單化是我們的思維定勢。然而在科學技術創新過程中，過于關注細節往往不能產生創新成果，在創造性思考時，復雜性思維是必要的。雖然復雜性思維可能不符合常規，甚至會引來混亂和困惑，那是不可避免的，甚至是受歡迎的。很多創新團隊刻意追求工作環境、工作方式的不可思議，目的是激發人的創造性，而不是被慣常的生活習慣所泯滅。最好的想法不總是來自高層，而且組織內的人都想事業有成，控制只是一種幻想，如果給予適當的扶持，每個人都有可能做作出一番自己的事業。

4.3讓過程成為進行時

物理學中的經典力學、相對論和量子力學，它們所揭示的是關于簡單性事物的基本規律，事物的發展是線性的、可逆的，必然也是前因后果的。而關于非線性現象的復雜理論，由于存在奇怪吸引子，事物的發展結果必然會導入吸引子，呈現出目的性。由于生物學、社會學等是關于復雜性現象的科學，因而也就是目的性的科學。事物發展的因果性是基本的、暫態的，而事物發展的目的性是事物的最終結果，兩者是不可分離的。事物發展的目的性要通過事物發展的因果性來保證，而事物的因果發展必將會導致一定的目的性。

物理系統，如天氣預報是由有限的確定性定律來支配的，有可能觀察到奇怪吸引子是怎樣產生的。然而，科學技術創新是人類一項復雜的創造過程，受到無窮多個因素及大量隨機因素的影響，奇怪吸引子似乎說明不了什么。由于人類表現出來的自我意識和自由意志，科學技術創新的行為不可能用相同的方式進行解釋。人類可以思考和學習，根據自身目的進行行動，而且能夠反對及駁斥假定適用于他們行為的任何規則。因此，在方法論上要求我們做每一件事情時必須要制定所要達到的目的，而對于實際工作中的每一步則要實事求是地遵循事物發展的基本規律，只有這樣才能最終取得成功。

4.4復雜演化管理

邏輯思維是從事科學研究的強大思維武器，科學研究中所揭示的規律性是通過嚴密的邏輯推理來保證其正確性的。當然，知覺、靈感等非邏輯思維也是很重要的，它往往能導致科學研究的重大突破。在研究科學問題的過程中，往往會陷入混沌迷蒙的境地。根據混沌現象的長期不可預測性和遍歷性，我們將無法通過邏輯思維一步步地走出混沌。因此，這時就應該不拘泥于傳統理論，而要大膽地猜測、冒險和創新，進行直接的下意識思維，然后再把中間過程聯系起來進行邏輯思維來判斷這種猜測的正確與否。所以說，邏輯思維是很重要的，知覺、靈感等非邏輯思維也是不可缺少的。

復雜性理論不是系統的，而是整體觀的方法，它所強調的不是穩定性而是重視創造性與變革，追求的是“成為學習型組織”。當創新思維被非邏輯思維推向遠離平衡態的時候，自組織過程會自然而然發生，它們可以產生更多的變異體并且對周圍環境進行更加靈活反應。

參考文獻

1AliOkasaoglu，TayfunAkgul.ChaoticMaskingSchemewithaLinearInverseSystem[J].PhysicalReviewLetters，1997（4）

2H-JStockmann，QuantumChaos：AnIntroduction[M].北京：世界圖書出版公司，2003

3邁克爾·C·杰克遜著.高飛，李萌譯.系統思考——適于管理者的創造性整體論[M].北京：中國人民大學出版社，2005

4黃潤生，黃浩.混沌及其應用[M].武漢：武漢大學出版社，2005

5王興元.復雜非線性系統中的混沌[M].北京：電子工業出版社，2003

6周守仁.復雜性研究與混沌控制及其哲學闡析[M].成都：四川教育出版社，2001

7弗朗索瓦·呂爾薩著.馬金章譯.混沌[M].北京：科學出版社，2005